生物有机肥替代化肥对作物产量品质的影响分析

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　　摘 要：生物有机肥替代化肥是我国深入开展化肥零增长行动，加快发展绿色、环保农业的必然举措。研究生物有机肥的适宜替代率是当下首要考虑的问题。据此，本文通过以“番茄1304”为研究对象，施放不同比例的有机肥料替代化学肥料进行分组试验，采用观察、记录、分析等手段，研究其对产量、质量、土壤相关性和生物特性等方面的影响，从而提供理论依据并为农作物合理施肥提供可参考文献和技术支持。
　　关键词：有机肥替代化肥;产量;品质;土壤养分;生物学特性
　　中图分类号：S-3       文献标识码：A
　　DOI：10.19754/j.nyyjs.20200330011
　　 近年来，许多学者、科研机构、农业工作者等在土壤的肥力、谷物收获量产和农产品质量等方面不断地进行深入研究，也取得了不少成就。尤其是在执行对生物有机肥料代替化学肥料的作用的广泛应用和详细研究。肥料的应用是保证谷物收获量的重要举措，并且在庄稼成长过程中十分重要，一直以来化肥的使用量都被误认为是增产法码，然而事实并非如此。滥用不但会得不到增产，反而会给食用者带来危害，以及周围的生态环境带来破坏性影响。所以需要进一步研究生物有机肥替代化肥，通过定位试验，一定的生物有机肥替代量的应用不但不会减少农作物的收获量和质量，而且能够改进作物的产量、质量、土壤养分和生物学特性等。
　　1 研究目的和意义
　　肥料在促进农业生产、改进谷物收获量和质量中十分重要，但不科学地应用肥料的问题也成为了越来越明显的迹象，造成生产成本的上升，耕种的土地板结、土壤酸化等问题，而且导致环境污染。滥用化学肥料在农业生产中已成为习惯，对有机肥料和生物有机肥等其它肥料不重视等，导致农业生产成本费用不断上升，生态效率低等问题暴露，从而减弱农业竞争性。2015年，我国农业部提出了化肥零增长行动，并在《到2020年化肥使用量零增长行动方案》中提出了“精、调、改、替”4条技术路径，其中的“替”就是生物有机肥替代化肥。具体是指通过合理利用有机养分资源，用生物有机肥替代部分化肥，实现有机无机相结合，提升耕地基础地力[2]。2017年初农业部又制定了《开展果菜茶生物有机肥替代化肥行动方案》，深入开展化肥使用量零增长行动，加快推进农业绿色发展[1]。
　　有机无机肥料的种植占比一直作为指导我国农业生产的指导方针。研究表明，1980—2019年，我国生物有机肥施用比例从总施肥的80%下降到10%，化肥长期单一或过度施用将导致SOM含量降低，土地质量降低，土壤生物特性越来越不稳定。所以，合理利用生物有機肥料资源，提高农业有机废弃物的利用率，对提高农业有机废弃物的利用率和如何优质高效种植农作物具有重要意义[2]。
　　针对减少化学肥料使用数量，增加生物有机肥的施用，是提高农业作物品质的重要措施。然而，生物有机肥和无机肥的比例理论基础不多，仅是有限的参考文献，所以研究生物有机肥施放占比已成为当下农业产业发展的一个重要科技问题。为了提高肥料利用率，达到减重效率的目的，减少化肥投入过多造成的地表污染等问题，建议对生物有机肥进行施肥试验。本试验旨在研究生物有机肥部分替代化肥后，对番茄产量的影响，初步探索生物有机肥替代化肥下的番茄种植，最合适施用的生物有机肥占比，为下一步生物有机肥替代化肥种植番茄提供初步理论依据。
　　2 材料与方法
　　2.1 试验概况
　　试验安排在合德镇凤凰园区盐城中农国业农业科技股份有限公司7号蔬菜大棚内，田块平整，肥力均匀，本试验从2018年12月底—2019年7月[3]。
　　2.2 供试作物
　　番茄，品种为1304。
　　2.3 供试肥料
　　市售化肥，商品生物有机肥由县耕地质量保护站提供。
　　2.4 试验设计
　　生物有机肥做基肥全层撒施，翻耕入土，追肥使用（20-20-20）水溶肥。生物有机肥中氮磷钾总养分含量按5%计。肥料折纯见表1。
　　
　　2.5 小区划分
　　每个小区面积24m2，每4个不同的处理为1组，进行3个重复。每个处理种植2行，行距在50cm左右，株距40cm左右，每行种植20颗左右，同一处理中的2行由同一根输液管道进行肥料释放，保证处理施肥的准确性[4] 。
　　2.6 试验记载
　　2.6.1 追肥时间
　　第1次追肥在4月20日;第2次追肥在4月30日;第3次追肥在5月15日;第4次追肥在5月30日;第5次追肥在6月15日。
　　2.6.2 定植时间
　　2019年3月12日定植，株距40cm，行距50cm，每个处理2垄，每垄种植2行，每行20～21株[5]。
　　3 结果分析
　　3.1 果重、含糖量
　　通过对4组：不施肥、100%化肥、30%代替、60%代替的番茄作物，每组8株进行培植，并作详细的2次果重、含糖量记录统筹分析。不施肥组，挂果上限8个，平均果重249.73g，纵径5.490～7.424cm，横径7.160～9.986cm，纵横比总平均值0.789，含糖量总平均值3.6。100%化肥组，挂果上限8个，平均果重270.40g，纵径5.520～7.770cm，横径6.982～9.860cm，纵横比总平均值0.796，含糖量总平均值4.3。30%替代组，挂果上限8个，平均果重243.23g，纵径5.280～6.930cm，横径7.150～9.352cm，纵横比总平均值0.785，含糖量总平均值4.3。60%替代组，挂果上限9个，平均果重236.35g，纵径5.500～7.240cm，横径7.158～8.670cm，纵横比总平均值0.799，含糖量总平均值4.5。所有数值类比后表明，60%替代的果形、果重和含糖量是最高的，不施肥区最低。结果表明生物有机肥料替代化学肥料的可行性，在没有明显收获差异产生下，选用生物有机肥料以一定的配比替代常规化学肥料，能大大减少种植的成本。可以看出，生物有机肥料替代化学肥料在改善农民的经济效益方面有不可忽视作用。 　　3.2 土壤相关性分析
　　综合分析土壤养分之间的相关性，土壤微生物数量、微生物生物量和土壤酶活性的发现，SOM与AK、MBC、MBN、ACT、NAG及PER活性呈显著或极著正相关关系，与AN呈极显著负相关关系;AP与PPO和AKP呈极显著正相关关系;AK与MBC、MBN、BAC、PER存在极显著相关關系;MBC、MBN与ACT、NAG、PER之间存在显著或极显著正相关关系;NAG、PER、PPO、AKP、pG之间也有显著的正相关关系。经过深入的研究得知，土层中的养分存量、微生物的数量、土壤微生物生物量和土壤酶活性相互促进和协调，致使土层不断地进行生化。生物有机肥料替代化学肥料的应用提高了土壤养分的含量，为微生物的分解提供了能量和基质，进而促进了土壤酶活性的提高，从而提供了良好的土壤酶活性。环境为土壤微生物的繁殖和生长提供了条件，为有机物的矿化和分解以及腐殖质的形成提供了条件，从而为农作物的土层生态系统提供了不可或缺的发展基础[6]。
　　3.3 生物学特性分析
　　通过观察MB、MBN表征土壤碳库和氮库。在这个实验中，单化学肥料处理MBC、MBN处于最低水平，因为长期单施肥一方面使土壤C/N比降低，加速了土壤中原有机碳的分解，使有机碳的总积累率降低了30%;而观察发现以生物有机肥60%替代化肥时，MBC、MBN有显著改善，其中替代率60%时，MBC增加最多，达到209.88%，替代率30%时，MBN增加幅度最大，达到56.49%;试验结果表明，有机肥替代肥料施用土壤生物质碳氮和微生物量有明显提高[7]。
　　4 试验结论
　　4.1 促进番茄生长
　　番茄使用生物有机肥替代化肥后，增加了土壤养分含量，满足了番茄对养分的需求，生物有机肥替代化肥越高，番茄果重和果形数据越高，长势较好。
　　4.2 改善品质
　　番茄使用生物有机肥替代化肥后，口感好，商品性好，番茄品质得到改善。
　　4.3 可适当减少化肥用量，继续试验
　　番茄使用生物有机肥替代60%化肥后，减少化肥使用量而不减产，施用生物有机肥可在适量的范围内替代化肥用量，建议继续增加小区试验，增加替代量，验证是否替代量越高，产量和糖分越高。
　　5 结束语
　　化肥的使用一直以来为农业创造了很高的社会声誉，但其提供的产品质量并不一定是最好的，而且如何因材施放，已成为学术届研究的重点话题。化学肥料在过度使用后会导致广泛的地表土层污染，并且致农产品质量衰落，当合理使用生物有机肥料时，可改进谷物等农产品的收获量和果品质量，且有效、平稳地改进土壤的肥力，保障收获。所以，有必要执行生物有机肥料代替化学肥料的监视和测试。
　　进行番茄生物有机肥替代化肥试验表明，生物有机肥替代化肥在改善果实品质的同时，并没有过多影响产量，反而更加有效促进果树成长，改进土壤微生物的数量，添增了微生物生物含量，并且土壤酶活性更强，是一项重要培肥土壤改方法，从而有效提升农业作的增产和果品质量等。试验表明，利用生物有机肥料按比例替换化学肥料量的60%，能够起到稳产能，增果品，改善土壤，减低成本的作用。所以，选择生物有机肥和合理地应用配施在农业生产过程中特别重要。
　　针对生物有机化肥的参配量，并不是占比越高就越好，而需要区分不同的作物、土壤类型和土壤的生物强度等，进行最佳的比例来对化学机肥料进行替代。长期应用生物有机肥料，进一步改善土壤肥力、所占比例，合适的生物有机肥料的更换可能会发生效益变化，这有待更进一步研究和观察。
　　参考文献
　　[1] 杜春燕.有机肥替代化肥对果实产量、品质及土壤肥力的影响[D].咸阳：西北农林科技大学，2019.
　　[2] 国家农业部.到2020年化肥使用量零增长行动方案[Z].2017-12-11.
　　[3]FanMingsheng，Shen Jianbo，Yuan Lixing， Jiang Rongfeng， Chen Xinping， Davies William J，Zhang Fusuo.Improving crop productivity and resource use efficiency to ensureenvironmental quality in Chinas[J].Journal of experimental botany， 2018，63（1）：13-24.
　　[4] 曲成闯，陈效民，韩召强，张俊，黄春燕，刘云梅.生物有机肥对潮土物理性状及微生物量碳、氮的影响[J].水土保持通报，2018，38（05）： 70-76.
　　[5]Ai C， Liang G， Sun J， et al. Responses of extra cellular enzyme activities and microbial community in both the rhizo sphere and bulk soil to long-term fertilization practices in a fluvo-aquic soi1[J].Geoderma， 2012（173）： 330-338.
　　[6]徐恒刚.中国盐生植被及盐渍化生态治理[M].北京：中国农业科学技术出版社，2015：5.
　　[7]孙三民.阿拉尔灌区盐分淋洗规律及棉花秋浇定额的研究[D]. 咸阳：西北农林科技大学，2018.
　　（责任编辑 李媛媛）
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